哈氏合金鋼球閥結構屬于硬密封球閥。閥門為分體式結構,球體與閥座從側端裝入。
閥體:采用哈氏合金鍛鋼材料。化學成分和機械性能符合ASME 標準要求。
閥桿是傳遞閥門扭矩的關鍵件,閥桿表面加工的光潔度影響整個閥門的扭矩。提高閥桿表面的硬度,可以減小閥桿的磨損。為此,閥桿采用了精加工、滾壓、拋光等工藝。閥桿表面光潔度可達Ra 0.2~Ra0.4,閥桿通過鍍鎳磷工藝提高了表面硬度。
閥桿上設計了防靜電結構,保證了球體與閥桿,以及閥桿與閥體之間的金屬連接。符合相關設計標準要求。
球閥型號:Q47Y-900LB | 球閥口徑:2” | 球閥公稱壓力:900LB |
球閥連接方式:法蘭連接 | 球閥操作方式:手柄 | 球閥主要功能:起開關作用 |
球閥使用介質:特殊的領域 | 球閥材質:哈氏合金鋼HC276 | 球閥使用標準:美標 |
注:型號代表意義
Q代表球閥 4代表法蘭連接 7代表固定式 Y代表NI60
高壓球閥(哈氏合金鋼球閥)浙江摩根閥門有限公司現場哈氏合金鋼球閥圖片
1、哈氏合金鋼球閥設計參數如下:
l 公稱壓力:900Lb;
l 公稱通徑: 2”全通徑;
l 主體材料:hasloy C-276;
l 內件材料: hasloy C-276+鈷基+碳化鎢;(球閥用Hasloy G30)
l 連接形式:按照客戶要求;
l 結構長度:按照客戶要求;
l 泄漏等級:FCI 70.2 VI;
l 設計標準: ASME B16.34,API6D等
l 適用溫度:常溫。
2、不銹鋼高壓球閥設計標準
設計規范:設計和制造按ASME B16.34;
閥門結構長度按ASME B16.10;
法蘭尺寸按ASME B16.5。
參考標準:
API 6D-2008《石油和天然氣工業管線輸送系統管線閥門》;
API 598-2009《閥門的檢查我和試驗》 ;
ASTM A182- 2002a《高溫用鍛制或軋制合金鋼法蘭、鍛制管件、閥門和部件》;
ASTM A193/A-2001b《高溫用合金鋼和不銹鋼栓接材料》;
API Q1-2007《質量綱要規范》;
NACE-MR-0175-2003 《油田設備用抗硫化物應力腐蝕斷裂和應力腐蝕裂紋的金屬材料》;
API 607 《閥門火燒試驗》等。
(填上哈氏合金標準號)
3、不銹鋼高壓球閥材料的選擇
根據氫氣特性,閥門主要部件材料選擇如下:
閥體、側蓋、:Hasloy C-276;
球體:Hasloy C-276+鈷基+碳化鎢;
閥座:Hasloy C-276+鈷基+碳化鎢;(球閥用Hasloy G30)
閥桿:XM-19;
彈簧:Inconel X-750;
緊固件:B7+噴氟;
中法蘭密封材料:石墨+O型圈(氟橡膠)。
哈氏合金球閥材料的選擇
根據氫氣特性,閥門主要部件材料選擇如下:
閥體、側蓋、:Hasloy C-276;
球體:Hasloy C-276+鈷基+碳化鎢;
閥座:Hasloy C-276+鈷基+碳化鎢;(球閥用Hasloy G30)
閥桿:XM-19;
彈簧:Inconel X-750;(這二項與介質接觸,抗腐蝕能力是否可行?)
緊固件:B7+噴氟;
中法蘭密封材料:石墨+O型圈(氟橡膠)。(數據表要求在250°C下穩定動行,氟橡膠可行否?)
球體與閥座屬于內件,*暴露與介質之中。閥座與球體之間采用金屬硬密封接觸。
閥座、球體表面采用先堆焊鈷基合金(先熱噴鈷基合金然后碳化鎢再噴鈷基合金,厚度達1mm以上,重熔處理),然后鈷基表面再采用世界上進的“鎳包碳化鎢超音速熱噴涂并重熔工藝”的硬化處理。提高密封面的耐磨性和硬度及抗沖刷性。
WC是一種高硬度、高強度和高耐磨性兼備的硬質合金,它的粒度一般為0.2~1.0µm以下,大部分在0.5µ,m以下,具有硬質合金的高硬度和高速鋼的強度。其硬度不小于HRC68,結合強度不小于70。
本公司生產的硬密封球閥,閥座、球體表面采用鎳包碳化鎢(在Ni60中加入一定比碳化鎢)超音速熱噴涂。厚度可達0.5~0.8mm。以保證密封面不受介質及其中棵粒物的影響;降低表面的摩擦系數,提高表面抗磨損性能,它具有耐磨、減摩、耐熱、耐腐蝕、摩擦系數低、防咬合等特點,能改善表面性能,提高壽命。
在噴涂后工件整體進行重熔熱處理,減少硬質合金表面的孔隙率,提高涂層致密度,增加噴涂的硬質合金與本體的結合力,與底材更牢固地粘結,使其成為一體。可有效地抑制裂紋的產生和擴展,從而提高涂層的硬度和韌性,并獲得適當的硬度/韌性比和降低殘余應力提高密封面的硬度和耐磨性。從而具有較高的承載能力。從而大大的提高了閥門的使用受命。
(噴涂表面含球流道和閥座流道,沖刷和腐蝕共同做用下,從沒有硬化的表面開始)
彈簧材料的選擇
為了能夠滿足工況的需求,抗氫腐蝕,同時又要有良好的機械性能,能夠提供密封所需要預緊力,因此采用了inconel X-750合金材料。
閥桿材料的選擇
閥桿的設計與球體分離,便于維修,以及更換密封材料。閥桿與球體連接傳遞zui大扭矩。閥桿可以選用高強度的XM-19(耐腐蝕上可能不行),表面鍍ENP,提高硬度。
閥體與側體的密封材料選擇
閥體與側體之間選擇夾不銹鋼石墨纏繞墊,可以起到密封和防火功能。在閥體與側體之間增設了O型圈(諾是金屬的可以,橡膠類O形圈可能溫度上不可以),作為一級密封。纏繞墊作為次級密封。如下圖所示:
螺栓和螺母的選擇
螺栓和螺母選用ASTM A193-B8M和ASTM A194-8M,適用溫度范圍:-29~180℃。材料符合NACE 標準要求。
4、設計方案結構示意圖
5、哈氏合金球閥結構特點
本球閥通過球體90°旋轉打開或關閉,實現管路的聯通與切斷功能。
閥門通過閥桿上鍵與執行機構(電動、氣動、蝸輪傳動、液動或氣液聯動等)連接。執行機構輸出力矩,傳遞于閥桿,閥桿帶動球體旋轉90°,實現閥門啟閉動作。
球體與閥座圈之間的緊密貼合,以及合理的材料選擇與精密的工藝加工,決定了作為截斷介質的密封副匹配。
閥座后面的彈性元件提供了閥座與球體之間密封所需要的zui小預緊力。同時,閥座圈的密封面設計滿足密封所需的必須比壓和許用比壓。當閥門在環境溫度變換時,球體密封面和閥座密封面產生收縮或膨脹,導致密封效果受到影響。此時,閥座后面彈性元件起到自調節功能,將閥座調整到位置,發揮了閥門密封性能。閥座密封面與球體密封面*磨損的情況下,壓縮量逐漸減少,也影響了閥門的密封效果。此時,閥座后面的彈性元件與介質的作用力將閥座推向球面,壓縮量得到了一定補償,閥座起到了活塞作用。此外,當閥腔壓力過大時,為了防止中腔截壓過載的危險,具有活塞作用的下游閥座,在中腔壓力下閥座被推開脫離球面,中腔壓力得到泄放,起到了自泄壓功能。(要求壓力泄放到上游)這也是活塞閥座的另一功能。閥座的結構設計符合API 6D要求。
本球閥結構屬于硬密封球閥。閥門為分體式結構,球體與閥座從側端裝入。
閥體:采用哈氏合金鍛鋼材料。化學成分和機械性能符合ASME 標準要求。
閥桿是傳遞閥門扭矩的關鍵件,閥桿表面加工的光潔度影響整個閥門的扭矩。提高閥桿表面的硬度,可以減小閥桿的磨損。為此,閥桿采用了精加工、滾壓、拋光等工藝。閥桿表面光潔度可達Ra 0.2~Ra0.4,閥桿通過鍍鎳磷工藝提高了表面硬度。
閥桿上設計了防靜電結構,保證了球體與閥桿,以及閥桿與閥體之間的金屬連接。符合相關設計標準要求。
球體與閥座的加工是整個閥門密封性能的關鍵。球體和閥座采用鍛件材料加工而成,球面和閥座密封面先堆焊鈷基合金,然后超音速噴焊混合硬質合金。球體在加工中嚴格控制了球面的圓度,達到0.005mm。球體和閥座密封面噴涂層加厚。密封表面采用High velocity oxy-fuel (HVOF)超音速噴焊之后,利用Spray and fuse (S&F)重熔技術,增強了硬質合金與基體之間的結合力。
球體與閥座使用設備進行配對研磨。裝配之前,再經過技師們的手工研磨和測試,使密封面的光潔度可達0.2以上,以保證球體密封面和閥座密封面* 接觸。從而使泄漏等級達到FCI 70-2 VI級(ASME B16.104)。
這種球面與閥座密封面材料匹配以及特殊的密封面加厚層工藝,保證了閥門長壽命特點。
固定球閥的閥座次密封以及閥桿密封的設計,引進了*的唇形密封座(Lipseal)。并結合了自身多年的特種閥門設計研發經驗,以及各類金屬密封圈的研制經驗(如:金屬C型圈,空心金屬O型圈,金屬U型圈等),將其改進,達到了更優密封效果。我公司稱其密封圈為:U型彈簧蓄能增壓密封圈,并向國家局申報了實用型。
浙江摩根閥門有限公司自主研發的U型彈簧蓄能增壓密封圈,采用了金屬U型圈外面包覆PTFE或PCTFE作為密封材料。取代了使用螺旋彈簧做骨架的唇形密封座(Lipseal),避免了重疊或焊接連接而導致的受力不均現象。U型彈簧蓄能增壓密封圈在不同的溫度與壓力下,經過反復驗證,表明受力均勻,密封良好。如下圖:
U型彈簧蓄能增壓密封圈作為閥座后次級密封,可以實現閥座DBB(或DIB)的功能,符合API 6D設計要求。
閥門在溫度劇烈變化中,U型彈簧蓄能增壓密封圈可以根據壓力與溫度的變化自身調節,同時還降低了閥門的扭矩。介質的壓力結合金屬圈的彈性蓄能為密封比壓提供了zui小預緊力。巧妙地結構設計,大大的延長了閥門的使用壽命。
閥門閥桿與填料處設計多重密封組合,既設計了柔性石墨防火填料密封,又增加了U型彈簧蓄能增壓密封圈,并O型圈輔助密封。保證了閥門填料泄漏等級滿足MESC SPE 77/312微泄露試驗。密封結構詳見小樣圖。
6、執行機構的選擇
分體式固定硬密封球閥的結構設計,可以滿足客戶對不同執行機構的要求。
哈氏合金鋼球閥產品的采購須知:
哈氏合金球閥商品已標的價格表是臨時價格,具體價格已具體參數議價,根據材質及口徑尺寸壓力大小而定,具體價格您可以,以實時報價為準。
哈氏合金球閥產品名稱與哈氏合金球閥的型號;哈氏合金鋼球閥的操作方式(有手動渦輪傳動氣動電動等);哈氏合金球閥的密封面材質和硬度;哈氏合金球閥的閥體材質; 哈氏合金球閥的壓力; 哈氏合金球閥的使用介質(名稱、粘度、顆粒腐蝕性、毒性;哈氏合金球閥我們可以根據您提供的圖紙定做生產;也可以按我公司提供的圖紙生產。哈氏合金球閥產品包裝人性化亦可按您的要求辦理。
若已經由設計單位選定摩根的哈氏合金鋼球閥型號,請按哈氏合金球閥型號直接向我司銷售部訂購。
當使用的場合非常重要或環境比較復雜時,請您盡量提供設計圖紙和詳細參數,由我們的摩根公司專家為您審核把關。
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